Linux 的软件管理及配置

摘要:
)1.3.Linux和Windows用户的使用习惯Windows的用户群大,安装版软件最流行,这种方式能方便用户管理自己安装的软件。)而Linux系推崇开源,因此一般不会预装任何非开源的软件。而且Linux的软件兼容性远不如Windows,很多二进制包,在不同发行版、甚至同一发行版的不同版本之间,都是不能通用的。

1. 对比:Windows 和 Linux 上软件的安装与卸载

大部分 Linux 使用者都是从 Windows 转过来的,先对这俩做个对比,有助理解。

就像在 Windows 下,很多软件也有安装版与免安装版一样,在 Linux 下也有这样的差别。

1.1. Linux 的包管理工具(rpm/yum、dpkg/apt)

Windows 下的安装版软件在安装时需要管理员权限,它会在系统的注册表中添加关于自己的信息,也可能会在系统的某些某些地方添加一些文件。一般而言,这样的软件都会在安装目录下提供一个名为uninstall.exe的文件,它会逆向执行安装操作。(这里存在的问题是,这个 uninstall.exe 真的能把软件卸载干净么?于是就产生了各种问题。)
相对的,Linux 的包管理工具,(常见的有apt/dpkg yum/rpm)也需要 root权限,安装时会将软件的依赖、安装位置等信息写入某个地方,在卸载时会执行安装的逆向操作,不过一般只卸载软件本身,而不会卸载依赖。使用 apt 的话,需要用 autoremove 选项,这样卸载时,也会自动卸载依赖。(从软件仓库在线安装和下载 deb rpm 离线安装都属此类)

关于依赖(个人揣测):Winodws 是低耦合设计,官方运行时库全部打包成Microsoft Visual C++ 20xx ,其他依赖一律打包进软件本身。因此基本没听说过 依赖管理 这样的说法。而 Linux 是高耦合度的设计,好处是可以高度自定义,不需要的东西都可以移除。但是这种环境下,依赖管理就变得很重要。

1.2. 免安装二进制 tarball

而免安装软件呢,Windows 和 Linux 都差不多。只需要将软件解压(下载好的软件应该是 tar.gz 或 zip 格式,需要解压),就能直接用了。
这种 tarball 一般是静态链接进了它本身所有的依赖,因此能实现多发行版通用。

免安装软件需要用户自己记住安装位置,要删除的时候,直接删除掉解压出来的文件夹就行了。(如果使用程序时,它没执行过其他操作的话。)

1.3. Linux 和 Windows 用户的使用习惯

Windows 的用户群大,安装版软件最流行,这种方式能方便用户管理自己安装的软件。而且 Windows 软件体系的兼容性做得特别好,十年前在 Xp 上编译的软件,很可能仍然能在最新的 Win10 流畅运行。(这也是形势所迫吧,在 Windows 上,让普通用户去从源码编译几乎是不可能的,因此开发者别无选择,只能发布 exe 格式。)
而 Linux 系推崇开源,因此一般不会预装任何非开源的软件。如果需要这类非开源的软件,用户只能自行安装。而且 Linux 的软件兼容性远不如 Windows,很多二进制包,在不同发行版、甚至同一发行版的不同版本之间,都是不能通用的。

1.4. Linux 系的软件有如下特色:

  1. Linux 系的开源软件,如果是用户群少的或者更新很快的,可能只会发布源码tarball,需要自行编译安装,不会发布各平台的编译版。即使有编译版,也可能只会提供 deb rpm 这样用户群大的,还可能不会及时更新。(Linux 社区崇尚开源,这和以前的 WIndows 截然不同。不过这也使 Linux 的软件安装过程受人诟病)
  2. 用户群大的商业软件,如 Jetbrains 系,只发布通用的二进制 tar.gz 包,也就是免安装版,而 Oracle JDK 则只发布 tar.gz 和 rpm.(大概考虑到很多 CentOS 服务器有用 JDK 吧)
  3. 用户群大的开源软件,一般会提供 tar.gz 的源码和 binary.tar.gz.

总结一下就是,Linux 方面,通用的免安装包好像很流行,而安装包只能用于特定发行版,不太讨喜。另外很多工具作者偏爱使用 Python/Nodejs,这类工具不需要编译,可直接使用 pip/npm 安装。
使用 Linux 的大部分都是程序员,因此源码版也很受欢迎。从源码安装有更大的自由度,编译出的程序也可以特定于自己的电脑,省去很多兼容性的东西。简单的说就是更快更爽。

那下面就分这三种情况,分别讨论软件的安装、卸载、依赖管理等。

2. 免安装二进制tarball

这种包一般是 tar.gz 或 tar.xz 格式,解压后,cd 到 bin 目录,里面会有一个与软件同名的脚本或可执行文件,直接运行它就启动软件了。而且这种包貌似是能在各发型版上通用的(eg. pycharm nodejs jdk etc.)
一般我们在 Linux 上安装了软件后,都希望能够在 shell 里直接启动它。要做到这个,需要先了解 Linux 的 shell 环境变量配置文件

  • 全局环境
    • /etc/profile 系统的 shell 环境配置文件(仅每个用户登录时加载一次,不建议修改)
    • /etc/bash.bashrc 系统的 bash shell 环境配置文件(每次开启一个新 bash,都会加载。如果需要对所有用户都生效的 bash 环境,就修改这个)
  • 用户环境
    • ~/.profile [也可能是 ~/.bash_profile] 用户个人的 shell 环境配置文件,相当于 /etc/profile 的个人 patch。一般来说它设定一些用户个人的环境变量,然后执行 ~/.bashrc。
    • ~/.bashrc 用户个人的 bash shell 配置文件(同样每次开新 bash 都会加载)
  • source :在当前 shell 中执行指定的 shell 脚本。常用于环境设定档。(这样做,运行后的变量会存在于当前shell,也就完成了所谓的环境设定。而如果是普通的直接运行的话,会启用新shell来运行该脚本,运行结束环境就销毁了。)

由上述配置文件引申,用户安装二进制 tarball 时,通常有两种做法

  1. 一种就是将该软体的 bin 目录添加进PATH中(这会使该 bin 目录中的所有可执行文件都被加入到 PATH,如果你不想这样,请考虑第二种方法),也就是将相关命令写入 shell 配置文件中。至于应该添加到哪里,看了上面的说明,你应该已经懂了。

    举例来说,安装一个软件时,如果该软件大家都要用,就应该写入系统配置里,然后如果你基本只用 bash,写 bashrc 里更方便(修改可立即生效),否则选profile。
    而若只有你个人需要该软件,肯定要放用户配置里,再考虑你是不是用其他 shell。一般来说放 bashrc 里总没问题,而放 profile 里,有时会需要手动 source /etc/profile 一下才能用。

  2. 第二种呢,就是向PATH默认就会包含的那些目录中(例如 /usr/local/bin),添加启动脚本。(使用 python 或 shell 编写)Jetbrains 家的软件在检测到该软件的 bin 目录未添加进 PATH 时,就会提示你这么干。(idea 会向 /usr/local/bin 添加名为 idea 的 python 启动脚本)

而如果是安装 JDK,这之后你还需要手动配置 JAVA_HOME、并将其 bin 目录加入 PATH.

3.使用安装包安装

这种方式就和 Windows 的安装包类似,但是该安装包只能用于特定的发行版,因为不同的发行版使用不同的包机制。最常见的是dpkg 和 rpm,它们也存在对应的在线安装机制,就是apt 和 yum.
待续

4. 从源码编译安装

从源码编译安装好处已经说了,自由度更高,兼容问题更少,性能更高等。缺点就是编译比较麻烦,而且安装好的软件也不好管理。

gcc 编译套件(编译 + 链接)

说到编译,一般都是 c/c++ 源码,那在详细说明之前,这里有些目录需要先介绍。

  • /lib、/lib64:共享链接库,包括静态链接库 *.a,和动态链接库 *.so. 使用 gcc 编译时,默认会从这里查询需要的链接库。不在此列的链接库需要用 -l单个链接库-L/链接库所在文件夹 来指定。
  • /usr/include:系统头文件的保存处,使用 gcc 编译时,默认会从这里查询需要的系统头文件。不在此列的头文件目录需要使用-I/头文件所在文件夹来指定(是大写的 i)

make 软件构建工具

在软件变得庞大时,如果还手动地一次次调用 gcc,就变得不太现实了。这个时候为了让计算机自动化地处理这种项目的编译构建过程,make 诞生了,它依赖 Makefile。(如果项目变得更庞大,即使是手写Makefile也变得很困难,这时出现了cmake。cmake是用来自动生成Makefile的,它依赖于 CMakeList.txt)
不过流行的开源软件,makefile.txt 的生成规则早就已经写在 configure 里了,你需要做的只是

./configure  --prefix=/home/myname/apps
make
sudo make install

其中的--prefix指定软件安装位置。一般都建议指定,方便管理。(P.S. 被其他软件依赖的包,可能使用默认位置更方便,不然你安装上层软件时会比较麻烦。)安装前都建议先configure --help 一下,仔细看看 help,免得出问题。
如果使用的是cmake,那就用cmake .替换掉./configure就行。(有时为了隔离编译相关文件和源码,会先创建一个build文件夹,再在该文件夹内运行cmake ..

话虽如此,还是需要先安装好编译需要的依赖,才能正常编译,否则在./configure这一步就会报错。要从源码安装一个软件,最痛苦的不是在make,而是在处理依赖。要是这依赖的安装也能自动化就好了。。。

源码安装软件的删除

从源码安装的软件虽有诸多好处,但是软件的管理就有点麻烦。首先很多的软件作者都不会提供相应的make uninstall 命令,因此这么卸载软件并不通用。
在使用 make install 安装好软件后,一定要记得备份安装生成的install_manifast.txt,再删除掉源码。(这个文件一般会有写保护)
这之后,如果需要卸载,直接xargs rm < install_manifest.txt 就行了

可以创建一个备份目录,专门备份和系统有关的的资料,/etc 和 上述的 install_manifest.txt(建议改名为「软件名_install_manifest.txt」)都可以算作此类。

软件的配置

用 Windows 时我们都习惯 GUI 配置界面,(配置会自动写入注册表)而在 Linux 上,因为 CLI(Command Line Interface) 的流行,配置基本都通过修改配置文件来实现,因此了解配置文件的位置就变得很重要。
虽然软件开发者可以自由选择配置文件的位置,不过有约定俗成的规矩:一个软件的配置文件,一般会有三份。分别在:

- `/etc/appname.conf` or `/etc/appname/appname.conf`  # 系统层配置,软件的默认配置,更改需要root权限。一般不建议修改
- `~/.config/appname/appname.conf`                       # 以下都是用户配置,自定义配置。
- `~/.appname/appname.conf`
- `~/.appname_xxx` or `~/.apprc`   # eg. bash vim 

分层配置文件,使软件的配置更灵活。一般需要修改配置的时候,就修改~/.config/appname/appname.conf就行了。

画外

最近在包管理工具、构建工具上的思考还挺多的。前几天才学了下 Python 的 pipenv,今天又了解了一下 make/cmake,我突然发现它的依赖处理好像更坑?而还要手动备份 install_manifest.txt......

Arch 的 Pkgbuild 与 AUR 仓库

前面说到 yum/apt 都智能用于管理 rpm/deb 这样特殊格式的包,而 免安装 tarball 和源码编译安装的包都只能自己手动管理(更新、删除等)。尤其是源码编译,还需要自己先安装好各种依赖。
如果你有洁癖,编译完成后你可能会想删除掉所有编译时依赖,那你还要手动一个个删除掉这些编译时依赖,可要小心别把运行时依赖给删掉了。。

Arch 就避免了这样的弊端(也许 gentoo 也是,不过没玩过),它使用 pkgbuild 来管理其他来源的安装包/源码包,一键安装,自动处理编译相关的事务。通过一个公共的 AUR 仓库,所有用户都能上传/使用别人写好的 build 脚本。而且常用的脚本更新都很及时,这真的超棒!

参考

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